浅埋段盖挖法施工技术详解文档格式.docx
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浅埋段盖挖法施工技术详解文档格式.docx
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2工艺特点
1)盖挖法相比于明挖,因其开挖面和开挖深度小,既可避免大面积明挖对生态环境的破坏,又可确保边仰坡稳定。
2)盖挖法相对于暗挖,降低了施工难度,保障了工程质量和施工安全。
3)浅埋段隧道盖挖法施工具有操作简单,缩短工期、减少投资的优点。
3适用范围
本工艺工法适用于Ⅴ-Ⅵ围岩隧道浅埋段施工,对于地铁工程浅埋段、水工工程等隧道浅埋段也有参考价值。
4主要引用标准
《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设【2010】241号)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417)、《铁路工程测量规范》(TB10101)、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60)、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1)
5施工方法
隧道浅埋段盖挖法施工,首先对地表排水进行完善或改造;
其次由地面向下开挖至一定深度后,对边坡进行防护;
然后施做护拱;
最后在封闭的顶盖下施做其余下部工程,将顶部回填封闭,恢复植被。
6工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
根据浅埋段地形地质条件,盖挖段施工工艺一般为:
地表排水系统完善或改造→边、仰坡开挖、防护→护拱施工→洞内施工→土石回填恢复植被。
施工步序图见图1;
施工工艺流程见图2。
图1隧道浅埋段盖挖法施工步序图
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1)风、水管、电线敷设、施工便道、施工场地布置,机械设备、人员配置、材料准备、修建防排水设施、修建环保、水保设施。
2)根据设计资料详细分析了解工程地质、当地水文地质情况,制定合理的施工方案和施工措施,制定施工监控量测方案。
6.2.2施工步骤
1)排水系统完善或改造
施工前,结合永久性排水设施,对原冲沟或排水系统进行完善或改造。
水沟一般采用梯形排水沟,并采用7.5号砂浆抹面,将原自然水系通过水沟改移,保持顺接,保证正常排水,不冲刷坡面。
图2隧道浅埋段盖挖法施工工艺图
2)拱顶明挖
隧道拱顶以上至地表,全部采用明挖法施工。
当隧道明挖至拱顶以后,考虑到下道工序施工需要,隧道范围内土(石)体暂不开挖,可利用该土(石)体作为护拱混凝土施工的内模(土模)。
开挖时边挖边护,边坡坡率根据地质情况确定,土质比较差的地段采用1:
1.25或1:
1的坡率,地质条件较好的地段采用1:
0.5或1:
0.3。
开挖深度根据现场实际地质情况确定,开挖及处理措施分以下三种情况:
(1)隧道明挖至拱顶以后,沿隧道外轮廓线开挖,当开挖至基岩后,停止开挖,施作C20混凝土找平层。
(2)隧道明挖至拱顶以后,沿隧道外轮廓线开挖,当开挖到隧道两侧最大跨仍为黏土时,停止开挖,施作加固桩和C20钢筋混凝土托梁。
(3)隧道明挖至拱顶以后,沿隧道外轮廓线开挖,当开挖遇到石芽出露(及土加石)时,停止开挖,施作C20钢筋混凝土托梁。
3)边坡防护
基坑内边坡采用12cm厚C25锚网喷混凝土防护。
锚杆采用Φ22砂浆锚杆,长度L=4.0m,间距为1×
1m,梅花型布置;
钢筋网采用φ8钢筋,网格尺寸20cm×
20cm;
边坡设置φ50PVC泄水孔,间距为环向2m×
纵向2m,梅花型布置,喷射后保证孔内无堵塞;
喷射混凝土由下向上进行,分两次喷射完成。
4)护拱施工
(1)长管棚施作
当拱部开挖至两端明暗分界断面时,开挖后先施作暗洞段导向墙及管棚。
管棚采用φ108大管棚,每环39根,每根长35米;
管棚施作采用Z-GP150型多功能钻机钻孔,安装。
(2)护拱基础
当开挖至基岩后,停止开挖,开始施作C20混凝土找平层,找平层厚20cm,宽80cm。
找平层施作时要考虑预留钢拱架的连接板。
找平层混凝土浇筑前,先加工预埋钢板,预埋钢板尺寸为40cm×
40cm,钢板厚16mm,找平层混凝土顶、底面预埋钢板之间采用Φ22U型钢筋与预埋钢板焊接。
后续护拱、边墙钢拱架施工时,钢拱架连接板与找平层顶、底面预埋钢板焊接牢固。
当隧道开挖至隧道外轮廓最大跨仍为黏土或遇到石芽出露(土加石)时,停止开挖,施作C20钢筋混凝土托梁(黏土时先施作加固桩)。
托梁厚60cm,宽200cm。
(3)护拱混凝土施工
①预留核心土
当隧道明挖至拱顶以后,考虑到后续护拱混凝土施工需要,隧道范围内土(石)体暂不开挖进行预留,作为护拱混凝土内模的支撑体。
②钢拱架安装
待混凝土找平层、托梁施作完成后,根据隧道设计断面尺寸,安装拱部(墙部)I20b型钢钢架,钢架间距0.6m/榀。
Φ22纵向连接筋,环向间距1.0m。
钢拱架安装时钢拱架拱脚与找平层、托梁顶面预埋连接板焊接牢固,并设置φ42锁脚锚管,锁脚锚管沿找平层、托梁混凝土面成45°
方向打设,打入混凝土面以下3.0m,端部1.0m埋入护拱混凝土内,锁脚锚管每根长4.0m,每榀每侧2根。
暗洞安装I20b型钢钢架时,凿出护壁中预埋的彩条布以及托梁中的预埋钢板,接头采用螺栓连接。
③护拱外模安装
护拱外模采用5cm厚木板加固而成。
拱部(墙部)钢架环向每间隔1.0m焊接一根Φ22L型钢筋,作为外模内支撑,钢筋尺寸根据现场护拱厚度从1.0m渐变到2.0m。
木模外侧纵向每间隔2.0m环向设置一根Φ22钢筋,钢筋底部与混凝土找平层、托梁混凝土打眼锚固,同时通过木模打孔,利用连接筋将环向钢筋与钢架焊接,确保外模加固可靠,防止混凝土浇筑过程中因混凝土捣固而跑模。
④护拱混凝土浇筑
待护拱内、外模检查加固稳固可靠时,拱部(墙部)挂设φ8钢筋网,浇筑C20护拱混凝土,护拱混凝土拱部厚100cm,底部厚200cm。
混凝土采用拌合站集中拌合,混凝土搅拌运输车运至施工现场,泵送入模。
5)暗挖施工。
施工时严格按照“预加固、短进尺、弱爆破、强支护、紧衬砌、早成环”的原则组织施工。
在充分考虑现场施工操作、交叉作业及施工人员能力的发挥和机械资源的合理利用的情况下,洞内洞身开挖采用两台阶预留核心土法施工(预留核心土可对前方掌子面岩体起到挡护作用,同时为上台阶支护作业提供作业平台,节省架立支护台架的时间,提高施工速度)。
在施工中,下台阶长度3~5m,左右侧开挖错开1.2m(两榀拱架间距)。
开挖方式采用人工配合挖掘机开挖为主,弱爆破为辅进行开挖;
挖掘机配合装载机装碴,自卸汽车出碴。
初期支护采用风钻打眼,人工配合开挖平台安装钢拱架、锚杆及挂设钢筋网,湿喷机喷射混凝土进行施工。
下台阶开挖支护利用挖掘机和装载机进行作业。
开挖时尽量减少对围岩的扰动。
严格遵循“短进尺、强支护”的原则,控制每循环进尺在0.6m以内。
开挖后立即喷射4cm混凝土封闭,然后架立钢架(纵向连接筋与钢架焊接牢固)、挂钢筋网,最后分层分片喷射混凝土至设计厚度。
拱架左右侧拱脚分别打设长4.5m的φ42锁脚锚管,锚管与钢架焊接牢固并注浆加固。
每部开挖后均应及时支护,隧底初期支护后应及时施做仰拱,尽早封闭成环。
6)回填土石
护拱混凝土达到设计强度后,护拱外2m范围采用M10浆砌片石回填,其余部位采用原挖土对称、分层回填。
每层回填厚度不超过50cm,防止隧道初支拱架因猛烈受力而发生变形。
顶面设厚为50cm的粘土隔水层。
待暗洞顺利通过后,地表地面以下1.5m范围全部采用原开挖保存的耕植土回填,恢复植被。
6.2.3监控量测
由于浅埋隧道具有开挖后应力释放速度快,变形较大的特点,监控量测的内容主要分为以下三个方面,量测项目见表1—表3。
表1按位移速度量测频率
位移速度(mm/d)
量测频率
≥5
2次/d
1~5
1次/d
0.5~1
1次/2~3d
0.2~0.5
1次/3d
<0.2
1次/7d
表2按距开挖面距离量测频率
量测断面距开挖面距离(m)
(0~1)b
(1~2)b
(2~5)b
>5b
注:
1.b为隧道开挖宽度;
2.当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时,应加大监测频率。
表3监控量测项目表
序号
量测项目
量测方法和仪器
测点布置
测量频率
测量
精度
1
洞内外
观测
现场观测,地质素描及初期支护状态观测
每榀拱架
施工前洞顶现场勘测,施工中开挖后进行
2
水平收敛
量测
收敛仪、反射膜片配合全站仪
每10~30米一个断面,上下2条基线4个点
υ≥5mm(0~1B)2次/d;
1≤υ<5(1~2B)1次/d;
0.5≤υ<1(1~2B)1次/2~3d;
0.2≤υ<0.5(2~5B)1次/3d;
υ<0.2(>5B)1次/7d。
0.1mm
3
拱顶下沉
水准测量的方法,水准仪、钢尺等
每10~30米一个断面,1个点
1mm
4
锚杆拉拔
试验
拉拔仪
每代表性地段1~2个断面
1%,且不小于3根。
0.01KN
5
地表下沉
水准测量的方法,水准仪、铟钢尺等
洞口段、浅埋段(h0≤2B)
开挖面距离量测断面前后<2B时,1~2次/d;
开挖面距离量测断面前后<5B时,1次/2~3d;
开挖面距离量测断面前后〉5B时,1次/3~7d;
0.5mm
B—隧道开挖宽度,υ—变形速速,h0—隧道埋深
1)洞内和洞外观察:
每次开挖后应对掌子面进行观察,主要了解围岩变化情况,及时绘制开挖工作面地质图,并且对已施工段观察喷射混凝土是否有开裂现象。
洞外观察的重点在洞口段和洞身埋置深度较浅地段,且主要包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
2)周边收敛、拱顶沉降
按照隧道施工规范要求,在开挖同断面设置拱顶下沉观测点各一个,观测拱顶下沉量,在拱腰及墙身同一断面共设点6个,具体埋设见图3,观测净空收敛变化,采用全站仪和水准仪分别进行高程和位移量测。
初读数应尽快完成,最迟不得超过24h。
图3洞内量测观测点布置图
3)地表下沉和位移
由于浅埋隧道距地表较近,地质条件复杂,岩性极差。
施工时,多用台阶法开挖,因此,纵向断面布置测点的超前距离为隧道距地表的深度h与上台阶高度之和。
在横断面上至少布置11个测点,具体埋设见图4,测点的距离为2~5m,在隧道中线附近应布置密一点。
图4地表量测观测点布置图
每次量测后及时对量测
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